JPH0436679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な分岐サイクロデキストリンの
製造方法に関し、更に詳細には、ジマルトシル−
γ−サイクロデキストリンの製造方法に関する。

従来の技術 サイクロデキストリンはグリコース残基がα−
１，４−結合により環状に結合したオリゴ糖であ
つて、グルコース残基６個からなるα−サイクロ
デキストリン、７個からなるβ−サイクロデキス
トリン、８個からなるγ−サイクロデキストリン
などが一般に知られている。

サイクロデキストリンは、その構造から内部に
空隙があり、この空隙内部は親油性領域となつて
いるので各種の油性物質を取り込むことができ
る。そのため、このような性質を利用して不安
定物質の安定化揮発性物質の保持異臭のマス
キング難・不溶性物質の可溶化など、種々の用
途が考えられている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、α−サイクロデキストリン、β
−サイクロデキストリンは低温時における水への
溶解度が低いため、難・不溶性物質の可溶化には
不向きであるという欠点がある。一方、γ−サイ
クロデキストリンはα−サイクロデキストリン、
β−サイクロデキストリンに比べて水への溶解度
が比較的高く、かつ、環が大きいため分子量の大
きい物質の包接に向いているという特徴がある
が、水への溶解性の点で尚不十分であり、この点
での改善が期待されている。

既に、α−サイクロデキストリンについてはグ
ルコース残基のC₆の位置にグルコースあるいは
マルトースがα−１，６−結合により結合した分
岐サイクロデキストリンが知られており、このも
のは分岐の無いものに比べて水への溶解度が高い
ことが知られている。また、特開昭61−92592号
公報には、α−、β−、γ−等のサイクロデキス
トリンにマルトース、グルコース等を１個結合さ
せた分岐サイクロデキストリンを製造する方法が
記載されている。しかしながら、γ−サイクロデ
キストリンにマルトースを２個結合させたもの
は、今まで全く知られていない。

本発明者らは、γ−サイクロデキストリンにマ
ルトシル基を２個、分枝として導入できればその
溶解性を更に向上させると同時に、用途の拡大を
期待することができるのではないかとの着想のも
とに種々研究を重ねた結果、限定された条件下で
プルラナーゼの縮合反応を利用すればγ−サイク
ロデキストリンに２分子のマルトースを結合させ
ることができることを見出だし、本発明に到達し
たものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、マルトースとγ−サイクロデキスト
リンを含む高濃度混合物にプルラナーゼを作用さ
せてジマルトシル−γ−サイクロデキストリンを
生成させ、生成したジマルトシル−γ−サイクロ
デキストリンを反応液から分離採取することから
なる、ジマルトシル−γ−サイクロデキストリン
の製造方法に関するものである。

本発明により得られるジマルトシル−γ−サイ
クロデキストリンは、下記の理化学的性質を有す
る新規化合物である。

(1) 分子式 C₇₂H₁₂₀O₆₀ (2) 分子量 1946 質量分析測定法（Secondary Ion Mass
Spectrome；SIMS法）により測定。（第１図
参照） (3) 融点 274℃（非結晶；分解） (4) 非施光度 ［α］²⁰ _D＋182°（Ｃ＝1.0；H₂O） (5) 薄層クロマトグラフイー アセトニトリル：
水＝60：40の展開溶媒を使用して薄層板
（HPTLCFertigplatten NH₂ F₂₅₄S（メルク社
製）） 上に展開した後、硫酸で発生させる場合、本
品はグルコースの移動度を1.0としたとき0.12
上に１スポツトを示す。

(6) 高速液体クロマトグラフイー カラムサイズ：6φ×150mm 担体：Spherisorb ODS−（フエーズセツプ
社製） 溶媒：８％メタノール 流速：1.0ml／min 検出器：Shodex RI SE−11（昭和電工株式会
社製） 本品は、上記条件で１ピークを示す。

(7) 溶解性 水に易溶（γ−サイクロデキストリンと比べ
て25℃で約４倍溶ける。）、エタノールに難溶。

(8) 性状 粉末は白色であり、水溶液は無色。

(9) 赤外線吸収スペクトル（第２図参照） ν＝3400cm^-1、2930cm^-1、1160cm^-1、1030cm
^-1に吸収を認める。

(10) ¹³C核磁気共鳴スペクトル（第３図参照） δ（D₂O） 69.9（１−６結合のC₆） 80.4（マルトシルの１−６結合のC₄） 101.2（１−６結合のC₁） 102.5（マルトシルの１−４結合のC₁） (11) 構成（酸素による分解生成物） 本品は、プルラナーゼにより分解され、マル
トースとγ−サイクロデキストリンを２：１
（モル比）の比率で生成する。

(12) メチル化分析 箱守法にしたがいメチル化した後、メチル化
物の加水分解を行い、生成した加水分解物を還
元、アセチル化してアルデイトールーアセテー
トに誘導しガスクロマトグラフイーにより同定
すると、２，３，４，６−テトラーＯ−メチル
グルコース、２，３，６−トリーＯ−メチルグ
ルコース、２，３，−ジ−Ｏ−メチルグルコー
スのモル比は、2.0：８・０：1.9を示す。

なお、上記理化学的性質を有するジマルトシル
−γ−サイクロデキストリンは、γ−サイクロデ
キストリンを構成する環状のグルコース残基（６
位）にマルトシル基が２個、それぞれ別々の位置
にα−１，６−結合した構造から成るものである
ことが、メチル化分析、質量分析（分子量）、等
の結果より分かる。

本発明によれば、かかるジマルトシル−γ−サ
イクロデキストリンは次の如くして製造される。

即ち、マルトースとγ−サイクロデキストリン
を含む基質濃度40〜85％溶液にプルラナーゼを所
定量加え、液の温度、PHなどを酵素の好適作用範
囲に維持して、１日〜６日間反応させ、該反応に
より生成したジマルトシル−γ−サイクロデキス
トリンをクロマトグラフイーなどの方法によつて
反応液から分離採取することにより製造される。

本発明において用いられるプルラナーゼは、粘
質多糖類プルランのα−１，６−グルコシド結合
を加水分解するほか、アミロペクチンやグリコー
ゲンのα−１，６−グルコシド結合をも切断する
能力を持つ酸素であり、主としてエアロバクタ
ー・エアロゲネス（Aerobacter aerogenes）、バ
シラス・sp（Bacillus sp）などの微粒物より得ら
れる。これらプルラナーゼの使用量は、基質の品
質あるいは反応の実施形式などにより多少の違い
はあるが、通常の場合、γ−サイクロデキストリ
ン１グラム当たり10単位以上用いられる。このプ
ルラナーゼの酵素活性は次のごとき方法により測
定される。即ち、0.5％プルラン溶液（プルラン
を50mｍ酢酸ナトリウム緩衝液、PH5.0に溶解し
たもの）200μlに酵素液50μl（同じ緩衝液に溶解し
たもの）を加え、10分間、50℃で酵素反応させ
る。反応後、反応液中に生成した還元糖をソモギ
イーネルソン（Somogyi−Nelson）法で測定す
る。酵素単位はこの条件で１分間で1μmoleのマ
ルトトリオースに相当する還元力を生成する酵素
量を１単位とする。

本発明において原料として用いられるマルトー
スおよびγ−サイクロデキストリンは、いずれも
市販の製品をそのまま用いることができるが、生
成物の分離精製の手数を考えると純度の高いもの
を用いるのが有利である。これらマルトースおよ
びγ−サイクロデキストリンの使用量は、γ−サ
イクロデキストリンに対して通常マルトース１〜
７倍量、好ましくは２〜７倍量、更に好ましくは
３〜５倍量用いられる。また、溶液の濃度は、本
発明の方法がプルラナーゼの縮合反応を利用する
ものである関係上、一般的に原料基質の濃度が高
いほど好ましく、従つて、本発明における基質濃
度は60〜85％で使用することが好ましい。

本発明の方法によれば、反応はプルラナーゼの
作用条件に適合させて実施され、反応温度、反応
PHなどは使用される酵素の種類（起源）によつて
多少の差はあるが、一般に40〜80℃、PH4.0〜7.0
の範囲内で行われることが望ましい。

生成したジマルトシル−γ−サイクロデキスト
リンを反応液から分離するには、例えば、ODS
系充填剤を用いた高速液体クロマトグラフイー、
トヨパールHW−40Sを用いたカラムクロマトグ
ラフイーあるいはワツトマン17クロムによるペー
パークロマトグラフイーなどを用いることにより
行うことができるが、工業的には特にコスト上の
理由からイオン交換樹脂、ODS系シリカゲル等
を用いたクロマトグラフイー、大量ゲルろ過分離
法などを用いるのが有利である。

発明の効果 本発明により得られるジマルトシル−γ−サイ
クロデキストリンは、公知のγ−サイクロデキス
トリンと同程度の強い包接力を有し、かつ、その
溶解性において格段に優れているので、医薬品、
食品、化粧品その他一般の化学工業分野でのサイ
クロデキストリンの用途開発に寄与するところが
大きい。

実施例 次に実施例を示し、本発明を更に詳細かつ具体
的に説明する。

実施例 １ マルトース（日本澱粉工業KK製、純度99％）
30.0ｇとγ−サイクロデキストリン（日本食品化
工KK製、純度98％）10.0ｇに、PH5.0、50ｍＭ酢
酸ナトリウム緩衝液10.0mlを加え沸騰浴中加熱溶
解する。冷却後、これにバシラス・sp（Bacillue
sp）耐熱性プルラナーゼ（ノボ・インダストリ
ー・ジヤパン社製、200単位／ｇ）5.0ｇを加え、
60℃で68時間反応させた。上記反応によりジマル
トシル−γ−サイクロデキストリンが反応液中に
23.6％生成した。

反応終了後、この反応液を常法によりエタノー
ル及びメタノールで処理して未反応マルトースの
大部分を分解除去し、ジマルトシル−γ−サイク
ロデキストリンが含まれている固形分13.2ｇを得
た。次に、この固形分を固形分濃度10％に調製し
た後、トヨパールHW−40Sを充填したカラム
（10.0×100cm：２本）によりゲルろ過クロマトグ
ラフイー（流速７ml／min）にかけて分離精製を
行ない、試料負荷後約20時間後に溶出されてくる
目的フラクシヨンを集めた。次に、得られた目的
フラクシヨンを30％濃度に調整した後、以下の条
件よりなる高速液体クロマトグラフイー
（HPLC）により更に精製し、純度99％以上のジ
マルトシル−γ−サイクロデキストリン1.96ｇを
得た。

HPLC条件 ポンプ：WATERS ASSOCIATES
CHROMATOGRAPHY PUMP 6000A［日本
ウオーターズリミテツド］ カラム：YMC−PACK Ｓ−343I−15・ODS（20
mmφ×250mm）［(株)山村化学研究所］ 移動相：6.0％メタノール 流速：9.0ml／min 精製品の元素分析値並びに質量分析値は、次の
通りであつた。

元素分析値（C₇₂H₁₂₀O₆₀） 計算値Ｃ＝44.45％ Ｈ＝6.22％ Ｏ＝49.34％ 実測値Ｃ＝44.40％ Ｈ＝6.22％ 質量分析値（SIMS法） 質量1944.6336 分子量1945.7304ｍ／z1945に
（Ｍ＋Ｈ）⁺イオンを検出した。また、このものは
274℃で分解した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ジマルトシル−γ−サイクロデキス
トリンの質量スペクトルを示し、第２図は、ジマ
ルトシル−γ−サイクロデキストリンの赤外線吸
収スペクトルを示し、第３図は、ジマルトシル−
γ−サイクロデキストリンの¹³C核磁気共鳴スペ
クトルを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ γ−サイクロデキストリン１重量部に対しマ
   ルトースを２〜７重量部含む基質濃度40〜85％の
   溶液をプルラナーゼの存在下に反応させ、該反応
   液からジマルトシル−γ−サイクロデキストリン
   を分離、採取することを特徴とするジマルトシル
   −γ−サイクロデキストリンの製造方法。 ２ γ−サイクロデキストリン１重量部に対しマ
   ルトースを３〜５重量部含む基質濃度60〜85％の
   溶液をプルラナーゼの存在下に反応させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。